Ячейка однородной среды

 

Ячейка однородной среды, предназначенная для построения двухканальных линейных и плоскостных однородных структур, реализующих произвольные (в том числе любые скобочные) нормальные формулы из h букв, а также булевы формулы из классов бесповторных упорядоченных, неупорядоченных формул, как с пропусками аргументов так и без них, относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использована в системах обработки информации, в контурах управления адаптивных промышленных роботов, в системах контроля знаний обучаемых, при проектировании БИС и СБИС. В аналоге и прототипе осуществляется вычисление ограниченного подкласса бесповторных упорядоченных булевых формул С помощью предлагаемой ячейки содержащей входы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 элементы ИЛИ 8, 9, 10, 11, 12, 13, элементы И 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, выходы 22, 23 путем настройки ее предусмотрены различные комбинационные варианты соединение входов с выходами ячеек, чем обеспечивается вычисление, произвольных (в том числе любых скобочных) нормальных формул из h букв, а также булевых формул из классов бесповторных упорядоченных, неупорядоченных формул, как с пропусками аргументов так и без них, чего невозможно достичь в аналоге и прототипе. Тем самым расширяются функциональные возможности ячейки.

Полезная модель относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для построения двухканальных линейных и плоскостных однородных структур, реализующих произвольные (в том числе любые скобочные) нормальные формулы из h букв, а также булевых формул из классов бесповторных упорядоченных, неупорядоченных, формул, как с пропусками аргументов, так и без них заданных в базисе И, ИЛИ, НЕ при равной доступности прямых и инверсных выходов источников информации.

Известна ячейка однородной среды, содержащая элементы И, ИЛИ, ЗАПРЕТ (Авторское свидетельство СССР №798804, кл. G 06 F 7/00, 1978).

Недостатком известной ячейки является, ограниченный класс реализации булевых формул.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является ячейка, содержащая элементы И, ИЛИ, причем шесть входов ячейки подключены к соответствующим входам логических элементов, а на двух выходах данной ячейки обеспечивается формирование заданных функциональных зависимостей. Данная ячейка предназначена для построения линейных однородных структур, реализующих произвольные дизъюнктивные и конъюнктивные нормальные формы (ДНФ и КНФ) из h букв, большой класс скобочных форм, а также класс бесповторных

упорядоченных булевых формул с пропусками аргументов, при равной доступности прямых и инверсных выходов источников информации (Авторское свидетельство СССР №1448344 от 01.09.1988, кл. G 06 F 7/00, бюл. №48 от 30.12.1988).

Недостатком данной ячейки является то, что она вычисляет только бесповторные упорядоченные булевы формулы т.е. данная ячейка обладает ограниченными функциональными возможностями.

Формулу будем считать бесповторной, если каждый аргумент входит в нее не более одного раза. Бесповторной будем считать формулу и в том случае, если существуют тождественные преобразования, в результате которых формула, содержащая повторные аргументы, приводится к виду, не содержащему повторных аргументов. Во всех остальных случаях формула является повторной.

Под упорядоченной булевой формулой понимается следующее.

Пусть ячейки соединены так, что образуют однородную линейную структуру. Пронумеруем входы ячеек однородной среды (исключая настроечные входы) и каждому из них поставим в соответствие логический аргумент вида xi, где i - номер входа однородной структуры. Если в записи бесповторной булевой формулы индекс i при логических аргументах возрастает слева направо, то будем считать, что это формула упорядочена. Упорядоченной будем считать формулу и в том случае, если существуют тождественные преобразования, в результате которых получается запись формулы с возрастающими слева направо индексами

аргументов. Во всех остальных случаях формула являются неупорядоченной. Если в записи упорядоченной бесповторной булевой формулы аргументы с теми или иными индексами отсутствуют, то будем считать, что эта формула содержит пропуски соответствующих аргументов.

Цель полезной модели - расширение функциональных возможностей за счет реализации произвольных (в том числе любых скобочных) нормальных формул из h букв, а также булевых формул из классов бесповторных упорядоченных, неупорядоченных, формул, как с пропусками аргументов, так и без них

Поставленная цель достигается тем, что ячейка однородной среды, содержащая элементы И и ИЛИ, причем первый информационный вход ячейки соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с первым настроечным входом ячейки, третьим входом третьего элемента ИЛИ, инверсным входом третьего элемента И, инверсным входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, выход третьего элемента ИЛИ соединен со вторым прямым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен со вторым входом второго элемента И, первым прямым входом четвертого элемента

ИЛИ, первым входом третьего элемента ИЛИ, с вторым настроечным входом ячейки, третий настроечный вход которой соединен с инверсным входом четвертого элемента И, первый прямой вход которого соединен с вторым информационным входом ячейки, третий информационный вход которой соединен с третьим входом второго элемента И, вторым прямым входом четвертого элемента ИЛИ, вторым прямым входом третьего элемента И, вторым входом третьего элемента ИЛИ, содержит дополнительные элементы ИЛИ и И, причем первый выход ячейки соединен с шестым элементом ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом восьмого элемента И, инверсный вход которого соединен с четвертым настроечным входом ячейки, первым входом седьмого элемента И, первым входом шестого элемента И, инверсным входом пятого элемента И, прямой вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, с вторым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с первым входом шестого элемента ИЛИ, прямой вход восьмого элемента И соединен с выходом первого элемента ИЛИ, с вторым входом шестого элемента И, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом пятого элемента И, выход пятого элемента ИЛИ соединен с вторым выходом ячейки.

Введенные новые элементы и связи в совокупности с известными признаками приводят к достижению положительного эффекта - построению двухканальных линейных и плоскостных однородных

структур, реализующих произвольные (в том числе любые скобочные) нормальные формулы из h букв, а также булевы формулы из классов бесповторных упорядоченных, неупорядоченных формул, как с пропусками аргументов, так и без них. Достижение такого положительного эффекта заявляемой совокупности признаков не вытекает из известных нам технических решений. С учетом изложенного следует считать заявляемое решение соответствующим критерию "существенные отличия".

На фиг.1 показана общая схема ячейки, содержащей входы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 элементы ИЛИ 8, 9, 10, 11, 12, 13, элементы И 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, выходы 22, 23: на фиг.2 представлена детализированная схема этой же ячейки с указанием номеров входов на каждый элемент ячейки, показаны номера информационных и настроечных входов, а также номера выходов ячейки, элементам ИЛИ присвоены номера от 1 до 6, элемента И - от 1 до 8 для более удобного описания и синтеза ячейки; на фиг.3 - коммутационные и функциональные схемы, реализуемые ячейкой путем настройки; на фиг.4 - тоже самое в координатной системе.

Входами шестого элемента ИЛИ (фиг.2) являются выходы седьмого, восьмого элементов И, входами пятого элемента ИЛИ являются выходы пятого, шестого элементов И. Выходы шестого и пятого элементов ИЛИ являются первым и вторым выходами ячейки соответственно. Первые входа шестого, седьмого, инверсные входа пятого, восьмого элементов И объединены и являются первым входом ячейки (четвертым настроечным).

Прямой вход пятого, второй вход седьмого элементов И объединены и являются выходом второго элемента ИЛИ, второй вход шестого, прямой вход восьмого элементов И объединены и являются выходом первого элемента ИЛИ. Входами первого элемента ИЛИ являются выходы первого, второго элементов И, входами второго элемента ИЛИ являются выходы третьего, четвертого элементов И. Инверсный вход четвертого элемента И являются вторым входом ячейки (третьим настроечным). Первые прямые входа третьего, четвертого элементов ИЛИ, первый прямой вход третьего, второй вход второго элементов И объединены и являются третьим входом ячейки (второй настроечный). Инверсный вход третьего, первый вход второго элементов И, третий вход третьего, инверсный вход четвертого элементов ИЛИ объединены и являются четвертым входом ячейки (первый настроечный). Первый прямой вход четвертого элемента И являются пятым входом ячейки (второй информационный). Вторые прямые входа третьего и четвертого элементов ИЛИ, третий вход второго, второй прямой вход третьего элементов И объединены и являются шестым входом ячейки (третий информационный). Первый вход первого элемента И является седьмым входом ячейки (первый информационный).

Структура предлагаемой ячейки описывается следующей системой формул:

Ячейка путем настройки реализует следующие системы формул:

Проиллюстрируем работу однородных сред, построенных из предлагаемых ячеек на следующих примерах.

Пример 1. На фиг.5 показаны настроечные коды каждой ячейки однородной среды, реализующей бесповторную упорядоченную формулу без пропусков аргумента

f1=x1 x2x3x4x5x6.

Пример 2. Для реализации бесповторной упорядоченной формулы с пропуском аргумента x4 вида

f 2=x1x2x3x5,

строиться однородная структура с настроечными кодами, представленная на фиг.6.

Пример 3. Для реализации бесповторной неупорядоченной формулы без пропусков аргументов

f3=(x1 x3x2)x5x4

строиться однородная структура с настроечными кодами, представленная на фиг.7.

Пример 4. На фиг.8 показаны настроечные коды каждой ячейки однородной среды, реализующей бесповторную неупорядоченную формулу с пропуском аргумента x4

f4 =(x1x2)x5x3.

Пример 5. Для реализации бесповторной упорядоченной формулы без пропусков аргументов

f5=x1x 2x3x4,

строиться древовидная схема представленная на фиг.9, которая затем вкладывается в однородную структуру, приведенная с настроечными кодами на фиг.10.

Таким образом, предлагаемая ячейка обладает по сравнению с прототипом значительно большими функциональными возможностями.

Ячейка может быть выполнена на микросхемах серии К555 (ЛИ3, ЛИ6, ЛЛ1, ЛН1. Цифровые интегральные микросхемы:/ Справ. - М.И.Богданович, И.Н.Грель, В.А.Прохоренко, В.В.Шалимо. - Мн.: Беларусь, 1991. - 493 с.).

Ячейка однородной среды, предназначенная для построения двухканальных линейных и плоскостных однородных структур, реализующих произвольные (в том числе любые скобочные) нормальные формулы из h букв, а также булевы формулы из классов бесповторных упорядоченных, неупорядоченных, формул, как с пропусками аргументов, так и без них, содержащая четыре элемента ИЛИ и четыре элемента И, причем первый информационный вход ячейки соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с первым настроечным входом ячейки, третьим входом третьего элемента ИЛИ, инверсным входом третьего элемента И, инверсным входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, выход третьего элемента ИЛИ соединен со вторым прямым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен со вторым входом второго элемента И, первым прямым входом четвертого элемента ИЛИ, первым входом третьего элемента ИЛИ, с вторым настроечным входом ячейки, третий настроечный вход которой соединен с инверсным входом четвертого элемента И, первый прямой вход которого соединен с вторым информационным входом ячейки, третий информационный вход которой соединен с третьим входом второго элемента И, вторым прямым входом четвертого элемента ИЛИ, вторым прямым входом третьего элемента И, вторым входом третьего элемента ИЛИ, отличающаяся тем, что в нее введены два элемента ИЛИ и четыре элемента И, причем первый выход ячейки соединен с шестым элементом ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом восьмого элемента И, инверсный вход которого соединен с четвертым настроечным входом ячейки, первым входом седьмого элемента И, первым входом шестого элемента И, инверсным входом пятого элемента И, прямой вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, с вторым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с первым входом шестого элемента ИЛИ, прямой вход восьмого элемента И соединен с выходом первого элемента ИЛИ, с вторым входом шестого элемента И, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом пятого элемента И, выход пятого элемента ИЛИ соединен с вторым выходом ячейки.



 

Похожие патенты:

Полезная модель относится к области электроники, а также к области обработки и передачи данных для специальных применений и может быть использована для создания централизованных систем контроля и интеллектуального управления инфраструктурой жилых, офисных и общественных зданий и помещений, включающих системы электроснабжения, водоснабжения, теплоснабжения, газоснабжения, вентиляции, и т.п.
Наверх